大学物理流体力学

静力学

一、压强的概念： 1、大小、方向、正的。

2、压力的计算基准：标准、相对（真空度）

3、单位：Pa、液柱和大气压（物理和工程）

公式： 1、hgpp0

2、Czgp(能量的概念、同质、连通)

3、方法：以已知点出发向求解点过度，气体的高差不计压差。

二、作用力

1、平面：AyIyyApPcccdc 作用面的形心点的压强和惯性矩，y坐标原点的条件。

图解法：压力（强）分布图，作用力的大小为分布图面积，作用点位置为压力分布图的形心位置。

2、曲面：水平，曲面封闭线向水平向投影线与垂直面的交界面，该平面静压作用力为曲面作用力的水平分力。

垂直，曲面封闭线向垂直向投影，形成一柱体，并以相对压力为零（自由面）的水平面为上盖，以曲面为底盖所组成的柱体。曲面作用力的垂直分力为该柱体的液体重量。

方向和作用线。（过圆或球心）

举例：压强、平面、曲面

动力学（一元流动的三大方程）

连续性方程（质量守恒）、伯努里方程（能量）和动量方程

连续性方程（质量守恒）：建立速度与截面积的关系；

伯努里方程（能量）：建立两断面间参数的关系；

动量方程：考虑管道受流体作用力与管道进出口参数的关系。

一、 两种考察问题的方法、用欧拉法产生的加速度，恒定流、均匀流

二、 流线、流管、流束，元流，总流

三、 过流断面，均匀流过流断面上压强分布特性

四、 渐变流断面、急变流断面

五、 总流方程：)(2122vvQFcgvzgpCvA 断面为渐变流断面

其实：连续性方程和动量方程不需要渐变流条件，但在用动量方程解问题时，必须用到能量方程，而能量方程是建立在两渐变流断面上。端面上作用力计算时，如没有渐变流假设那相当复杂。

六、 用三大方程解题时要注意的方面：

1、 牢记能量方程前两项是一整体

2、 能量方程是建立在渐变流断面上的，方程一般用高度表示，此高度为该流动的液体高度，如用其它液体高度表示时（测压管高度）要注意换算。 3、 动量方程是一矢量方程，矢量方程在计算时要投影。

专业班级： 学号： 姓名： 成绩：

1 《大学物理D》 练习二 流体力学

一、填空题

2.1.1.水平放置的流管通内有理想流体水，在某两截面上，已知其中一截面A面积是另一截面B的两倍，在截面A水的速度为2.0m/s，压强为10kPa,则另截面的水的速度为 ，压强为 。

2.1.2.雷诺数是判断生物体系内液体是做层流还是湍流流动状态的重要依据，许多藤本植物内水分流动雷诺数约为3.33，说明一般植物组织中水分的流动是 。

2.1.3.圆形水管的某一点A，水的流速为1.0m/s，压强为3.0×105Pa。沿水管的另一点B，比A点低20米，A点截面积是B点截面积的三倍，忽略水的粘滞力，则B点的压强为 。（重力加速度29.8/gms）

二、选择题

2.2.1.水管的某一点A，水的流速为1.0米/秒，计示压强为3.0×105Pa。沿水管的另一点B，比A点低20米,A点面积是B点面积的三倍.则B点的流速和计示压强分别为（ ）。

(A)3.0m/s,4.92×105Pa (B)0.33m/s, 4.92×105Pa

(C)3.0m/s,5.93×105Pa （D）1.0m/s,5.93×105Pa

2.2.2.在如图所示的大容器中装有高度为H的水，当在离最低点高度h是水的高度H多少时，水的水平距离最远。（ ）

(A) 1/4

(B)1/3

(C)1/2

(D)2/3

三、简答题

2.3.1 两船相距很近平行前进时容易相撞，试解释。

答：

h H 专业班级： 学号： 姓名： 成绩：

实用文档

《工程流体力学》三级项目报告

流体对曲面壁作用力分布

实用文档

班级：14级机电3班

指导老师：郑小军

小组成员：

目录

一、 项目目的和要求

二、 小组成员及分工

三、 计算过程

四、 软件编程求解

五、 总结 实用文档

六、 参考文献

一、 项目目的及要求

1、 项目目的 实用文档

学习和掌握流体作用在曲面壁上的力，通过作用力对面积的记分来算出，可以通过软件来得出结果。

2、 项目要求

(1) 查阅相关文献，查找符号分析方面的软件;

(2) 掌握流体作用在曲面壁上的力的计算方法;

(3) 查找英制量纲与国标量纲的转换；

(4) 计算和分析流体作用在曲面壁上的力，求下图中闸门宽度1ft（英尺）宽度上的水平分力和垂直分力。

二、小组成员与分工

田克俭、孙永博、李嘉旺：计算过程和Word文档；

张宇航、程传晓、李嘉旺负责PPT和matlab制作。

三、计算过程

(1)英制量纲与国标量纲的转换

1ft=0.3047999995367米

18ft=18×0.3047999995367=5.486米

(2)受力分析推导：

设曲面ab的面积为A，置于液体之中，如上图所示。液面通大气，即液面表压强为零，在曲面ab上任取一微小面积dA（淹深为h），其所受压力

dF=ρghdA

将dF分解为水平分力dFy和垂直分力dFz，然后分别在整个面积A上求积分，得 实用文档

F=∫dFy=∫AdFcosθ

=∫AρghdA y=ρg∫AhdAy

式中∫AhdAy=hcAy为面积A在zox坐标面上的投影面Ay对ox轴的面积矩（x轴垂直于纸面），于是水平分力

Fy=ρghcAy=1×103×9.81×2.743×1.673N=45018.47N

其作用线通过AY投影面的压力中心D

垂直分力

Fz=∫AdFz=∫AdFsinθ=∫AρghdAsinθ=ρg∫AhdAz

《工程流体力学》三级项目报告

流体对曲面壁作用力分布

班级：14级机电3班

指导老师：郑小军

小组成员：

目录

一、 项目目的和要求

二、 小组成员及分工

三、 计算过程

四、 软件编程求解

五、 总结

六、 参考文献

一、 项目目的及要求

1、 项目目的

学习和掌握流体作用在曲面壁上的力，通过作用力对面积的记分来算出，可以通过软件来得出结果。

2、 项目要求

(1) 查阅相关文献，查找符号分析方面的软件;

(2) 掌握流体作用在曲面壁上的力的计算方法;

(3) 查找英制量纲与国标量纲的转换；

(4) 计算和分析流体作用在曲面壁上的力，求下图中闸门宽度1ft（英尺）宽度上的水平分力和垂直分力。

二、小组成员与分工

田克俭、孙永博、李嘉旺：计算过程和Word文档；

张宇航、程传晓、李嘉旺负责PPT和matlab制作。

三、计算过程

(1)英制量纲与国标量纲的转换

1ft=0.3047999995367米

18ft=18×0.3047999995367=5.486米

(2)受力分析推导：

设曲面ab的面积为A，置于液体之中，如上图所示。液面通大气，即液面表压强为零，在曲面ab上任取一微小面积dA（淹深为h），其所受压力

dF=ρghdA

将dF分解为水平分力dFy和垂直分力dFz，然后分别在整个面积A上求积分，得

F=∫dFy=∫AdFcosθ

=∫AρghdAy=ρg∫AhdAy

式中∫AhdAy=hcAy为面积A在zox坐标面上的投影面Ay对ox轴的面积矩（x轴垂直于纸面），于是水平分力

Fy=ρghcAy=1×103×9.81×2.743×1.673N=45018.47N

其作用线通过AY投影面的压力中心D

垂直分力

Fz=∫AdFz=∫AdFsinθ=∫AρghdAsinθ=ρg∫AhdAz

式中Az为面积A在yox坐标面上的投影面积，∫AdFz为曲面ab上的液柱体积V，称这个体积为压力体，于是有